Реферат на тему магнетизм
Обновлено: 19.05.2024
Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:
Введение
Когда два параллельных проводника подключены к источнику питания таким образом, что через них протекает электрический ток, проводники либо отталкиваются, либо втягиваются, в зависимости от направления тока в них.
Объяснение этого явления возможно с точки зрения возникновения вокруг проводников особого вида материи — магнитного поля.
Силы, с которыми проводники взаимодействуют с током, называются магнитными.
Магнитное поле — особый вид материи, особенностью которого является действие на движущийся электрический заряд, на проводники с током, на тела с магнитным моментом, где сила зависит от вектора скорости заряда, от направления тока в проводнике и от направления магнитного момента тела.
Магнитные полюса взаимодействуют друг с другом: отталкиваются полюса с одним и тем же именем и притягиваются полюса с разными именами. По аналогии с понятием электрического поля, окружающего электрический заряд, вводится идея магнитного поля вокруг магнита.
В 1820 году Эрстед (1777-1851) обнаружил, что магнитная стрелка рядом с электрическим проводником отклоняется при протекании тока вдоль проводника, т.е. вокруг проводника создается магнитное поле с током. Когда мы берем рамку с током, внешнее магнитное поле взаимодействует с магнитным полем рамки и оказывает на нее токопроводящее воздействие, т.е. есть положение рамки, в котором внешнее магнитное поле оказывает на нее максимальное вращательное воздействие, и есть положение, в котором вращательный момент сил равен нулю.
Магнитное поле в любой точке может быть охарактеризовано вектором B, который называется вектором магнитной индукции или магнитной индукции в этой точке.
Магнитная индукция B — это векторная физическая величина, которая является силовой характеристикой магнитного поля в точке. Он равен отношению максимального механического момента сил, действующих на раму, когда ток находится в однородном поле, к произведению силы тока в раме на ее поверхности.
Направление вектора магнитной индукции В — это направление положительного эталона к раме, которая по правилу правого винта подключается к току в раме в механический момент, равный нулю.
Так же, как были показаны линии напряженности электрического поля, показаны и линии индукции магнитного поля. Индукционная линия магнитного поля — это воображаемая линия, касательная которой совпадает с направлением B в точке.
Направления магнитного поля в определенной точке также можно определить как направление, указанное северным полюсом стрелки-компаса, расположенной в этой точке. Предполагается, что индукционные линии магнитного поля направлены от северного полюса к южному.
Направление линий
Направление линий магнитной индукции магнитного поля, создаваемого электрическим током, проходящим по прямому проводнику, определяется правилом сверла или правым винтом. Направление линий магнитной индукции принимается за направление вращения головки винта, которое обеспечит его поступательное движение в направлении электрического тока.
В отличие от линий электростатического поля, которые начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным, линии индукции магнитного поля всегда закрыты. Магнитный заряд не обнаруживается так же, как и электрический заряд.
За единицу индукции принимается корпус (1 Тел) — индукция такого однородного магнитного поля, в котором максимальный механический момент сил, равный 1 Н — м, действует на раму площадью 1 м2, на которую протекает ток в 1 А.
Индукцию магнитного поля можно также определить по силе, воздействующей на проводник с током в магнитном поле.
Амперная сила действует на проводник с током в магнитном поле, величина которого определяется следующим выражением.
Направление ампер-силы может быть определено по правилу левой руки: Положим ладонь левой руки так, чтобы линии магнитной индукции проникали в ладонь, четырьмя пальцами в направлении тока в проводнике, затем согнутый большой палец указывает направление амперной силы.
Определите силу, прилагаемую магнитным полем к одной заряженной частице, движущейся в магнитном поле.
Эта сила известна как сила Лоренца (1853-1928). Направление силы Лоренца может быть определено по правилу левой руки: Ладонь левой руки расположена так, чтобы линии магнитной индукции проникали в ладонь, четыре пальца указывают направление положительного заряда, большой изогнутый палец указывает направление силы Лоренца.
Сила взаимодействия двух параллельных проводников, на которых токи I1 и I2 равны.
l является частью проводника, который находится в магнитном поле. Если токи равны в одном направлении, то проводники притягиваются (рис. 60), если в противоположном направлении, то они отталкиваются. Силы, действующие на каждый проводник, одинаковы в модуле, в противоположном направлении. Формула (3.22) является базовой формулой для определения единицы тока 1 ампер (1 А).
Магнитные свойства вещества характеризуются скалярной физической величиной — магнитной проницаемостью, которая показывает, как часто индукция магнитного поля в веществе, полностью заполняющем поле, отличается по модулю от индукции магнитного поля B0 в вакууме.
По своим магнитным свойствам все материалы делятся на надиамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные.
Рассмотрим природу магнитных свойств веществ
Электроны в оболочке атомов материи движутся по разным орбитам. Для простоты эти орбиты считаются круговыми, и любой электрон, вращающийся вокруг ядра атома, может рассматриваться как круговой электрический ток. Как круговой ток, каждый электрон генерирует магнитное поле, которое мы называем орбитальным. Кроме того, электрон в атоме имеет собственное магнитное поле, называемое спином.
Если при введении во внешнее магнитное поле с индукцией В =1).
В разных областях индукция магнитных полей имеет разные направления и в большом кристалле они компенсируют друг друга.
Когда ферромагнитный образец помещается во внешнее магнитное поле, границы отдельных доменов смещаются таким образом, что объем доменов, выровненных с внешним полем, увеличивается.
С увеличением индукции внешнего поля В0 увеличивается магнитная индукция намагниченного вещества. При некоторых значениях B0 индукция останавливает сильное увеличение. Это явление называется магнитным насыщением.
Характерной особенностью ферромагнитных материалов является явление гистерезиса, заключающееся в неоднозначной зависимости индукции в материале от индукции внешнего магнитного поля по мере его изменения.
Петля магнитного гистерезиса представляет собой замкнутую кривую (cdc`d`c), выражающую зависимость индукции в материале от амплитуды индукции внешнего поля с периодическими, достаточно медленными изменениями последнего.
Петля гистерезиса характеризуется следующими значениями Bs, Br, Bc. Bs — максимальное значение индукции материала при B0s; Vg — остаточная индукция, равная значению индукции в материале при снижении индукции внешнего магнитного поля с B0s до нуля; -Bs и All — коэрцитивная сила — величина, равная индукции внешнего магнитного поля, необходимой для изменения индукции в материале с остаточной до нуля.
Для каждого ферромагнита существует температура (точка Кюри (J. Curie, 1859-1906)), выше которой ферромагнит теряет свои ферромагнитные свойства.
Существует два способа размагничивания намагниченного ферромагнитного материала: а) нагрев и охлаждение выше точки Кюри; б) намагничивание материала переменным магнитным полем с медленно уменьшающейся амплитудой.
Заключение
Ферромагнитные материалы с низкой остаточной индукцией и коэрцитивной силой называются магнитомагнетиками. Они используются в устройствах, в которых ферромагнитные материалы часто должны быть намагничены (сердечники трансформаторов, генераторы и т.д.).
Для постоянных магнитов используются магнитожесткие ферромагнитные материалы с высоким коэрцитивным сопротивлением.
Список литературы
Образовательный сайт для студентов и школьников
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
ВВЕДЕНИЕ. Мы привыкли к магниту и относимся к нему чуточку снисходительно как к устаревшему атрибуту школьных уроков физики, порой даже не подозревая, сколько магнитов вокруг нас. В наших квартирах десятки магнитов: в электробритвах, динамиках, магнитофонах, в часах, в банках с гвоздями, наконец. Сами мы – тоже магниты: биотоки, текущие в нас, рождают вокруг нас причудливый узор магнитных силовых линий. Земля, на которой мы живём, - гигантский голубой магнит. Солнце – жёлтый плазменный шар – магнит ещё более грандиозный. Галактик и туманности, едва различимые телескопами, - непостижимые по размерам магниты. Термоядерный синтез, магнитодинамическое генерирование электроэнергии, ускорение заряженных частиц в синхротронах, подъём затонувших судов – всё это области, где требуются грандиозные, невиданные раньше по размерам магниты.
Проблема создания сильных, сверхсильных, ультрасильных и ещё более сильных магнитных полей стала одной из основных в современной физике и технике. Научившись производить и использовать сверхмощные технические магниты для своих нужд, люди пока не могут совладать с гораздо более слабыми природными магнитными полями, которые нас убивают. Ученые-геофизики буквально со дня на день ожидают начала нового всплеска солнечной активности, а это значит - магнитные бури, инфаркты, аварии, самоубийства, массовые помешательства. Хорошо бы, чтобы к тому времени медики уже опробовали лекарства от магнитных бурь.
Первое историческое упоминание о магните оставил нам Плиний. Он рассказал, как некий пастух с острова Крит, сандалии которого были подкованы железом, обратил внимание, что к его обуви пристают какие-то мелкие черные камешки, в изобилии валявшиеся на склонах горы Идо. Пастуха звали Магнис, отсюда природные магниты получили свое название. А может, все было и не так. Римский поэт Лукреций Кар считал, что магнит обязан своим названием местности, где его нашли. Эта местность в Малой Азии называлась Магнезия.
Китайцы - народ пытливый. Они первыми придумали, как можно практически использовать магниты. Они не изобрели компас, как многие думают, они изобрели игрушку - югоуказатель. Небольшие фигурки с вытянутой рукой, постоянно указывающей на юг, ставились ими не только на корабли, но и на
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
МАГНЕТИЗМ В НАУКЕ И ЖИЗНИ
НА УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКУЮ КОНФЕРЕНЦИЮ
Какоуров Станислав Андреевич, Россия, Иркутская область, г. Зима,
государственное бюджетное профессиональное образовательное
учреждение Иркутской области «Зиминский железнодорожный
Шкаруба Жанна Анатольевна, преподаватель физики
Физика изучает мир, в котором мы живем, явления, в нем происходящие, открывает законы, которым подчиняются эти явления. Главная задача физики - познать законы природы, свойства различных веществ и поставить их на службу человеку.
Магнетизм - одно из самых интересных явлений в физике, на его основе работает масса технических устройств. Сегодня магнетизм широко используется в науке, технике и обыденной жизни. Это и обусловило выбор темы моего исследования.
Цели моей исследовательской работы:
Расширить знания о магнетизме.
Показать взаимосвязь физики, физических явлений и физических законов на примере явления магнитной левитации.
Объяснить с точки зрения физики явление левитации и рассмотреть принцип действия левитрона.
Воспитание в себе умение преодолевать трудности, выслушивать оппонентов, отстаивать свою точку зрения, уважать окружающих.
Постановка проблемы обусловила необходимость решения следующих задач:
Провести историко-логический анализ учебных, научных, научно-популярных источников информации.
Проанализировать различные методы магнитной левитации.
Выявить физические законы, принципы, которые лежат в основе устройств работающих на основе магнетизма.
Объектом исследования является физическое явление магнетизм.
Методологическая основа работы. Цель и конкретные задачи обусловили выбор методов, адекватных предмету исследования: комплексный подход к исследованию явления магнетизма.
Теоретическая значимость работы состоит в расширении знаний о магнетизме и его природы. В работе произведен анализ и дано объяснение с точки зрения физики явлению магнитной левитации и рассмотрен принцип действия левитрона. В работе изучены основные характеристики магнитов и их применение в жизни. Выявлены физические законы, принципы, которые лежат в основе устройств работающих на основе магнетизма.
Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что ее результаты могут быть использованы в процессе дальнейшего изучения явления магнетизма. Исследовательская работа состоит из введения, основной части, заключения и списка использованной литературы.
ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
Физика изучает мир, в котором мы живем, явления, в нем происходящие, открывает законы, которым подчиняются эти явления. Главная задача физики – познать законы природы, свойства различных веществ и поставить их на службу человеку.
Магнетизм - одно из самых интересных явлений в физике, на его основе работает масса технических устройств. Сегодня магнетизм широко используется в науке, технике и обыденной жизни. Нет области прикладной деятельности человека, где бы ни применялись магниты.
Исследовательская работа носит частично - поисковый, теоретический характер.
Цели моей исследовательской работы:
Расширить знания о магнетизме.
Показать взаимосвязь физики, физических явлений и физических законов на примере явления магнитной левитации.
Объяснить с точки зрения физики явление левитации и рассмотреть принцип действия левитрона.
Воспитание в себе умение преодолевать трудности, выслушивать оппонентов, отстаивать свою точку зрения, уважать окружающих.
Постановка проблемы обусловила необходимость решения следующих задач:
Провести историко-логический анализ учебных, научных, научно-популярных источников информации.
Проанализировать различные методы магнитной левитации.
Выявить физические законы, принципы, которые лежат в основе устройств работающих на основе магнетизма.
Это и обусловило выбор темы моего исследования из-за ее актуальности в современном мире науки и техники.
МАГНЕТИЗМ В НАУКЕ И ЖИЗНИ
“Науку все глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой тянись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.”
(Персидский и таджикский поэт 940–1030 г.г.)
Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа, которую объяснял существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Во времена Ампера о строении атома еще ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной. Теперь мы знаем, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы - электроны. При движении электронов возникает магнитное поле, которое и вызывает намагниченность железа и стали.
В 1897 г. гипотезу подтвердил английский учёный Томсон, а в 1910г. измерил токи американский учёный Милликен.
Магнетизм - это сила, которая действует на расстоянии и называется магнитными полями.
Рис.1 Логарифмическая шкала Эрстеда
Магнит - это объект, сделанный из определенного материала, который создает магнитное поле.
Каждый магнит имеет, по крайней мере, один "северный" (N) и один "южный" (S) полюс. Ученые условились, что линии магнитного поля выходят из "северного" конца магнита и входят в "южный" конец магнита. Это пример магнитного диполя ("ди" означает два, диполь - два полюса) рисунок 2.
Северные полюса указывают на Север , южные полюса указывают на Юг (рис.3).
Одинаковые полюса отталкиваются , разные – притягиваются (рис.4).
Рис.3 Полюса магнитов Рис.4 Действие полюсов
Постоянные магниты - наиболее привычный нам вид магнитов. Они постоянные в том смысле, что будучи однажды намагничены, эти магниты сохраняют некоторый уровень остаточной намагниченности. Как мы увидим в дальнейшем, разные виды постоянных магнитов имеют различные характеристики или свойства, относящиеся к тому, как легко они размагничиваются, насколько они сильные, как их сила меняется с температурой и т. д.
Временные магниты - это магниты, которые действуют как постоянные магниты только тогда, когда находятся в сильном магнитном поле, и теряют свой магнетизм, когда магнитное поле исчезает. В качестве примера можно привести скрепки и гвозди, а также другие изделия из "мягкого" железа.
Электромагнит - это туго намотанные на каркас витки провода, обычно с железным сердечником, который действует как постоянный магнит только тогда, когда по проводу течет ток. Сила и полярность магнитного поля, создаваемого электромагнитом, обусловлены изменением величины и направления электрического тока, текущего по проводу.
Материалы, используемые для производства постоянных магнитов.
Существует 4 класса современных коммерческих магнитов, каждый из которых основывается на своем составе используемых материалов. Внутри каждого класса различают семейства градаций со своими магнитными свойствами.
Эти основные классы следующие:
Неодим-железо-бор ( Nd - Fe - B , NdFeB , NIB );
Таблица 1, приведенная ниже, представляет некоторые специальные характеристики этих классов постоянных магнитов.
Электричество и магнетизм
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Можно ли говорить друг с другом на расстоянии? Бывает ли связь без проводов? Как посмотреть футбол в Англии сидя на диване в Москве? Всё это осуществимо благодаря телефону, телеграфу, радио, телевидению. А начиналось всё с наблюдений за маленькой дрожащей стрелкой компаса.
Актуальность: Мы живем в электромагнитном мире, насыщенном различными благами цивилизации и научно-технического прогресса. Ученые всего мира изучают явления электромагнетизма и открывают новые области применения.
Гипотеза: предположим, что электричество и магнетизм – это две стороны одной медали.
Цель: При помощи опытов и экспериментов изучить связь электричества с магнетизмом.
узнать что такое электрон, электричество и электрический ток;
узнать что такое магнит, магнитное поле и магнитная сила;
с помощью опытов и экспериментов выяснить, как связаны электричество и магнетизм
Объект исследования: электромагнетизм .
Предмет исследования : связь электрических и магнитных полей.
Методы исследования: изучение литературных источников, поисковый, исследовательский, практический методы, обработка и анализ полученной информации.
1. Немного о электричестве, магнитах и магнитном поле Земли.
1.1 Что такое электрон, электричество и электрический ток
Все тела образованы из атомов. Электроны – это частицы, которые в атоме движутся вокруг ядра. В составе ядра атома есть неподвижные протоны. Электроны – это отрицательно заряженные частицы; протоны, соответственно, заряжены положительно.
Движение электронов внутри каждого атома создает вокруг него крошечное магнитное поле.
Электроны в атомах очень подвижны и могут переходить с одного атома на другой. Атом, который получил дополнительный электрон, становится отрицательно заряженным, а атом, потерявший электрон, за счет протона, становится положительным. Электроны могут перемещаться между объектами. Направленное движение электронов называется электрическим током .
Каждый электрон несет в себе небольшой заряд энергии. Эта энергия мельчайших заряженных частиц, которая движется в определенном направлении в замкнутой цепи от источника тока к потребителю и называется электричеством.
1.2 Что такое магнит, магнитное поле и магнитная сила
Магнит –это объект, сделанный из определенного материала, который создает магнитное поле.
Магниты состоят из миллионов молекул, объединенных в группы, которые называются доменами. Каждый домен ведет себя как минеральный магнит, имеющий северный и южный полюс. Железо имеет множество доменов, которые можно сориентировать в одном направлении, то есть намагнитить. Домены в пластмассе, резине, дереве и остальных материалах находятся в беспорядочном состоянии, поэтому эти материалы не могут намагничиваться. Силы магнитного взаимодействия - невидимые силы, возникающие между магнитными материалами (железо, сталь и другие металлы).
Ферромагнетики – материалы, которые обычно и считаются магнитными. Они притягиваются к магниту достаточно сильно – так, что притяжение ощущается. Только эти материалы могут сохранять намагниченность и стать постоянными магнитами.
Магнитные свойства вещества определяются не магнитными свойствами отдельных атомов и молекул, а намагничиванием целых областей – доменов. В отдельных доменах магнитные поля имеют различные направления, при внесении ферромагнитного образца во внешнее магнитное поле происходит упорядочение ориентации магнитных полей отдельных доменов (рис. 1).
С увеличением магнитной силы внешнего поля возрастает степень упорядоченности отдельных доменов. Это происходит до полного магнитного насыщения, т.е. когда произошло полное упорядочение ориентации доменов. При прекращении действия внешнего магнитного поля значительная часть доменов сохраняет упорядоченную ориентацию, и ферромагнетик становится постоянным магнитом. Постоянный магнит – изделие, изготовленное из ферромагнетика , способного сохранять остаточную намагниченность после выключения внешнего магнитного поля. В качестве материалов для постоянных магнитов обычно служат железо , никель , кобальт , а также некоторые естественные минералы, такие как магнетиты . Постоянные магниты применяются в качестве автономных (не потребляющих энергии) источников магнитного поля.
Магнит можно изготавливать искусственным путем, намагничивая куски стали. Сила притяжения магнитов, воздействующая на предметы, называется магнитной силой.
Магнитная сила – сила, с которой предметы притягиваются к магниту.
1.3 Магнетизм Земли
Земля ведёт себя как большой магнит: у неё есть своё магнитное поле. Ученые считают, что магнетизм Земли также обусловлен электрическими токами. Дело в том, что ядро нашей планеты состоит в основном из железа и никеля. Самый центр ядра твердый, а вокруг твердого железного шара находится расплавленное железо. При вращении Земли ядро также вращается, и в расплавленном металле возникает движение электронов, которое и превращают нашу планету в один большой магнит. Линии магнитного поля идут от одного полюса к другому.
2.Эксперимент.
2.1. Связь магнетизма и электричества.
Необходимо: компас, батарейный отсек, батарейка.
Мы взяли компас и положили его на провод батарейного отсека таким образом, чтобы провод лежал вдоль стрелки компаса (рис. 3). Затем конец второго провода ненадолго соединили с концом первого провода.
При каждом прикосновении стрелка компаса отклоняется (рис. 4), но когда цепь разомкнута и движение тока прекращено, стрелка возвращается в исходное положение.
Почему это происходит? Когда мы замыкаем провода, по ним идет электрический ток; вокруг провода создается слабое магнитное поле, которое меняет направление стрелки компаса.
Этот опыт был впервые проведен в 1819 году Хансом Христианом Эрстедом и стал первым экспериментальным доказательством взаимосвязи электрических и магнитных явлений.
2.2. Влияние электрического тока на компас, если взять моток проволоки.
Необходимо: медная проволока, батарейный отсек, батарейка, компас, коробочка для компаса.
Мы взяли 1 м 20 см проволоки и обмотали вокруг коробочки примерно по 5 мотков с каждой стороны. Положили компас в коробочку так, чтобы стрелка была параллельна виткам проволоки (рис. 5). Один свободный конец проволоки скрутили с проводком батарейного отсека, вторым ненадолго прикоснулись к концу свободного проводка (рис. 6).
2.3. Электромагнит.
Для эксперимента мы зачистили концы кабеля на 1-2 см и намотали его на отвертку. Присоединили концы провода к полюсам батарейки. Когда мы поднесли отвертку к металлическим предметам – скрепки, гвозди примагнитились к отвертке. Таким образом, отвертка превратилась в электромагнит (рис. 7, 8).
Почему это происходит? При обматывании отвертки проводом получается спираль, через которую идет электрический ток при замыкании проводов на полюсах батарейки. Движение электронов по спирали образует магнитное поле, которое намагничивает отвертку внутри спирали. Отвертка превращается в магнит и начинает притягивать мелкие металлические предметы.
Схема включения электромагнита в электрическую цепь следующая:
Использование электромагнитных сил, возникающих в металлическом сердечнике при прохождении тока по виткам обмотки нашло применение в таком устройстве как электромагнитное реле. Благодаря простому принципу действия и высокой надежности электромагнитное реле получил j широкое применение в системах автоматики и системах защиты электроустановок.
2.4. Электромотор.
Необходимо: круглый неодимовый магнит, пальчиковая батарейка АА LR 6 1,5 В, медная проволока длиной 20-30 см и диаметром 1 мм.
Мы зачистили концы проволоки, скрутили проволоку в виде сердечка. Поставили батарейку на магнит и установили на нее проволоку в виде сердечка так, чтобы зачищенные концы касались магнита с двух противоположных сторон (обмотка). Проволока начала быстро вращаться.
Почему это происходит? На провод с током воздействует сила магнитного поля, которая заставляет проволоку вращаться. Это взаимодействие двух магнитных полей – от постоянного магнита и от электронов, движущихся по замкнутому контуру. В данном случае происходит преобразование энергии электрического тока в энергию механического движения под действием силы магнитного поля, силы Ампера.
Сила Ампера F А − это сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током.
Это физическое явление приводит в движение электропоезда, троллейбусы и трамваи, вращает барабан стиральной машины и лопасти вентилятора.
2.5. Простейший электропоезд.
Необходимо: батарейка АА, медная проволока без изоляции длиной 10 метров и диаметром 0,99 мм, 6 плоских неодимовых магнитов диаметром 14 мм.
Для эксперимента мы плотно намотали проволоку в виде пружины; затем к обоим концам батарейки приставили по 3 магнита. Далее поместили батарейку с магнитами внутрь медной пружины.
Результат: батарейка с магнитами начала быстро двигаться внутри пружины. Если закольцевать пружину, то батарейка двигается без остановки.
Почему это происходит? Внутри пружины возникает и замыкается электрическая цепь: батарейка-магнит-проволока-магнит-батарейка.
П ри пропускании тока через катушку внутри нее образуется магнитное поле :
На концах катушки, где силовые линии расходятся, магнит с батарейкой будут втягиваться в катушку или выталкиваться из нее.
По мере движения магнитное поле перемещается вместе с ними и получается постоянное движение.
Если перевернуть два магнита на обоих концах батарейки, конструкция будет двигаться в противоположном направлении. Если перевернуть только один магнит, два магнита будут тянуть и толкать в разных направлениях, поэтому батарея двигаться не будет.
Электромагнитная индукция это явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его, или при движении материальной среды в магнитном поле .
Необходимо: компас, различные электроприборы.
Поднесите компас к включенным электроприборам. Стрелка компаса меняет свое положение. Чем ближе к работающему электроприбору, тем сильнее отклоняется стрелка.
Почему это происходит? Электрическая цепь, по которой протекает ток, формирует свое магнитное поле. Стрелка компаса отклоняется от своего первоначального положения, т.к. на нее действует магнитное поле работающего электроприбора.
2.6. Можно ли увидеть магнитное поле электрического тока визуально?
Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током можно обнаружить с помощью мелких железных опилок.
Необходимо: 2 батарейки Крона 9В, провод медный 30 см, картон, металлические (железные) опилки, штатив.
Провод пропускают сквозь лист картона и присоединяют к батарейке. На картон насыпают тонкий слой железных опилок, опилки слегка встряхивают. Под действием магнитного поля тока железные опилки располагаются вокруг проводника не беспорядочно, а по концентрическим окружностям.
Почему это происходит? Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т.е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.
В магнитном поле опилки – маленькие кусочки железа – намагничиваются. Ось каждого кусочка железа в магнитном поле устанавливается вдоль направления действия сил магнитного поля.
2.7. Магнетизм Земли обусловлен электрическими токами, возникающими из-за движения электронов внутри ядра Земли
Д ля начала мы сконструировали самодельный компас с помощью конструктора. Для изготовления компаса соединили детали конструктора, положили магнитную стрелку в центр и налили воды, чтобы магнитная стрелка свободно лежала на поверхности воды.
Д ля сравнения положили рядом обычный компас. Направление магнитной стрелки самодельного компаса совпадает с направлением стрелки обычного компаса.
В тот момент, когда к компасам (самодельному и обычному) поднесли магнит, обе стрелки отклонились под воздействием магнита.
Магнит всегда указывает одним концом на север, другим на юг. Земля сама по себе – огромный магнит. При вращении Земли ядро также вращается, и в расплавленном металле возникает движение электронов, которое и превращают нашу планету в один большой магнит. И любой маленький магнит реагирует на магнитное поле Земли. Действие магнита вблизи компаса сильнее магнитного поля Земли, поэтому его стрелка перестает указывать на север.
3. Современное применение электромагнетизма.
Использование электромагнетизма играет ведущую роль во многих отраслях науки и техники. Невозможно переоценить практическое значение теории электромагнетизма, которая обеспечила интенсивный научно-технический прогресс. С электромагнетизмом связывают развитие энергетики, транспорта, вычислительной техники, физики плазмы, термоядерного синтеза и т.д.
На основе электромагнитной теории разработаны технологии, которые дали возможность сконструировать современные устройства сбора, обработки и хранения информации, например, сканер, накопители на флэш-памяти, ксерокс, принтер.
Неотъемлемой частью магнитно–резонансного томографа, без которого невозможна современная медицинская диагностика, является также источник магнитного поля.
Современные поезда на магнитной подушке способны развивать скорость более 500 км/ч.
Явление электромагнитной индукции используется в электрических генераторах. В них электрический ток возникает при движении проводника в магнитном поле.
При помощи электрического двигателя приводятся в движение колеса электрического транспорта.
В течение многих лет не ослабевает интерес к магнитным полям биологических объектов, повышено внимание к среде обитания их и к космосу, а также вопросам влияния магнитного поля Земли на человека.
Изучая эту тему, мы узнали, что:
электроны – это подвижные, отрицательно заряженные частицы, движущиеся в атоме вокруг ядра.
направленное движение электронов называется электрическим током.
энергия заряженных частиц, которая движется в определенном направлении в замкнутой цепи от источника тока к потребителю, называется электричеством.
магнит – это объект, сделанный из определенного материала, который создает магнитное поле;
магнитная сила – сила, с которой предметы притягиваются к магниту;
вокруг электрического провода создается слабое магнитное поле, которое меняет направление стрелки компаса ;
взаимодействие двух магнитных полей – постоянного магнита и электронов, движущихся по замкнутому контуру электрического провода, заставляет провод вращаться. Так работают электромоторы ;
электромагнитная индукция это явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его или при движении материальной среды в магнитном поле.
магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т.е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга ;
Земля ведет себя как большой магнит.
люди используют свойства магнита в своих целях.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что г ипотеза , которую мы ставили вначале работы:
Список литературы
Тайны электричества и магнетизма. Простые и наглядные опыты для детей и взрослых. Наварро П., Хименес А./пер. с англ. – М.: Пчелка, 2017, 36 с., ил. (Домашняя лаборатория)
Удивительные опыты с электричеством и магнитами. А. Проневский - М.: Эксмо; 2016 г., 80 с.; ил. (Опыты для детей и взрослых)
Читайте также: